ＳＴＵＤＹ ＯＦ Ｃ０ＭＰＵＴＥＲ ＡＰＰＬＩＣＡＴ１０Ｎ ＩＮ ＥＤＵＣＡ ｎ０Ｎ 计算机应用教学研究 虚拟机技术应用研究 李驯 （山东胜利职业学院，山东东营２５７０００） 摘要：介绍了虚拟机技术的工作原理和特点、目前常用的虚拟机软件及功能，在此基础上探讨了虚拟机技术在计 算机日常使用和教学中的几种应用，并提出了使用虚拟机时的一些注意事项。 关键词：虚拟机；Ｖｍｗａｒｅ；Ｖｉｒｔｕａｌ ＰＣ；虚拟设备 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＬＩ Ｘｕｎ （Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｓｈｅｎｇｆｉ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈａｎｇｄｏｎｇ Ｄｏｎｇｙｉｎｇ ２５７０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｖｉｒｔｕａｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｖｉｒｔｕａｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｆｏｒ ｄａｉｌｙ ｕｓｅ ａｎｄ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｅｖｅｒａｌ ａｐｐｌｉｅａｔｉｏｎｓ，ｆｉｎａｌｌｙ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈｅ ｕｓｅ ｖｉｒｔｕａｌ ｍａｃｈｉｎｅｓ ｓｏｍｅ ｍａｔｔｅｒｓ ｎｅｅｄｉｎｇ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｖｉｒｔｕａｌ ｍａｃｈｉｎｅ；Ｖｍｗａｒｅ；Ｖｉｒｔｕａｌ ＰＣ；ｖｉｒｔｕａｌ ｄｅｖｉｃｅ １ 工作原理 通过虚拟机软件，可以在真实计算机上模拟出一个或多 个虚拟机系统。每个虚拟机系统可以安装不同的操作系统， 可以和宿主机同时工作，而且做到互不干扰。在需要时，每 个虚拟机的操作系统和应用程序都可以访问其所需的硬件和 软件资源。 虚拟机可以映射宿主机的各种硬件资源，也可以映射网 络设备（如虚拟网卡），从而构建虚拟机的网络环境。虚拟网 卡可以拥有自己的网络地址，可以和宿主机实现网络通 在同一台计算机上使用两种以上的操作系统。 （２）多虚拟机 系统之间完全隔离，互不影响。 （３）可以在不同的虚拟机系 统之间相互操作，包括网络互访、文件共享等能。 （４）根据 需要可以随时修改虚拟机的硬件环境，如：内存、硬盘空间、 外部设备等。 ２．２ ＶｉｒｔｕａｌＰＣ Ｖｉｔｒｕａｌ ＰＣ可以在微软的Ｗｉｎｄｏｗｓ系列和苹果的Ｍａｃ ＯＳ 操作系统上模拟ｘ８６系列电脑，构建虚拟机系统。微软公司 于２００３年收购该软件，并运用于微软公司的训练课程（如 ＭＣＳＥ的训练课程）。特别说明的是，Ｖｉｔｒｕａｌ ＰＣ是一款免费软 件，而Ｖｍｗａｒｅ是收费软件。 信，甚至可以和其他虚拟机系统构成一个网络，在各个系统 间实现互访，拓展了虚拟机在网络方面的应用。 虚拟机的本质即“虚拟性”，决定了其在使用时具有和真 实计算机系统所不具备的一些特性，其中最关键的一点是， 虚拟机中的操作系统和应用程序运行在“保护模式”下。也 就是说，在虚拟机系统里发生的任何严重的系统故障甚至系 Ｖｉｒｔｕａｌ ＰＣ秉承了微软一贯的操作简单及实用的原则，在 ＷｉｎｄｏｗＳ系列操作系统下运行时稳定性和兼容性都得到了保 证。Ｖｉｔｒｕａｌ ＰＣ的另一大优点就是体积小巧，安装包仅有２Ｍ， 而Ｖｍｗａｒｅ则越来越大。 统崩溃都不会影响真实的计算机系统。同样，真实计算机系 统的问题也不会影响虚拟机系统，只要虚拟机系统的硬盘镜 像文件没有被破坏，在真实计算机的系统重装后可以立即恢 复原有的的虚拟机系统。 用Ｖｉｔｒｕａｌ ＰＣ可以在同一物理计算机上同时运行多个操作 系统，在软件界面上可以方便地在各个虚拟机之间切换。使 用Ｖｉｔｒｕａｌ ＰＣ虚拟机后，可以运行现有的应用程序、提供技术 支持或者增强培训质量保证。 ２虚拟机软件 ２．１ Ｖｍｗａｒｅ ３ 应用 ３．１操作系统维护 Ｖｍｗａｒｅ是ＶＭｗａｒｅ公司出品的一款虚拟机软件。Ｖｍｗａｒｅ 如果在一台真实计算机上执行磁盘分区、格式化、安装 可以支持微软的Ｗｉｎｄｏｗｓ系列操作系统和其他流行的操作系 统如¨ｎｕｘ等。Ｖｍｗａｒｅ能够模拟真实计算机的各种硬件，包 括ＣＰＵ、内存、硬盘、光驱、软驱、网卡、声卡、和ＵＳＢ口 等。Ｖｍｗａｒｅ在安装时可以选择安装Ｖｍｗａｒｅ ｔｏｏｌｓ的软件包， 操作系统、Ｇｈｏｓｔ备份与恢复等系统维护操作，将会破坏真实 计算机硬盘数据，这在办公计算机和公用机房一般是不允许 的。教师一般采取以讲代练的方式进行教学，学员没有动手 实践的机会，不能真正掌握操作技能。 可以增强虚拟机操作系统的显示功能和鼠标控制功能。 Ｖｍｗａｒｅ是一个强大的虚拟机软件，可以在一台计算机上 同时运行一个或更多的Ｗｉｎｄｏｗｓ或Ｌｉｎｕｘ系统等，多个系统进 行切换时不需要启动机器。每个虚拟机系统都可以对硬盘任 意分区而不影响真实硬盘的数据，甚至可以通过虚拟网卡将 几台虚拟机连接为一个局域网。 Ｖｍｗａｒｅ软件的特性： （１）不需要分区或重新开机就能 其实，这些破坏性较大的操作完全可以在虚拟机中进行， 而且不需要有任何顾虑。因为虚拟机系统其实是虚拟机软件 调用相应的硬盘镜像文件，所有操作都在此镜像文件中进行， 而不会破坏真实计算机的硬盘分区和数据。完成操作后，即 使操作失误，只需要用备份的硬盘镜像文件覆盖现有文件， 收稿日期：２０１２—１１—２０ 蚺 电脑编程技巧与维护 就可以轻松恢复到初始状态。 实际应用中，有时也需要安装非Ｗｉｎｄｏｗｓ系列操作系统 （如Ｌｉｎｕｘ），了解其他操作系统的应用。在真实计算机中安 装，也会造成各种问题，使用虚拟机可以解决。在虚拟机中 可以划分任意类型的分区，在不同的分区中安装不同的操作 系统，从而学习各种类型操作系统的应用和维护技能。 ３．２开发Ｗｅｂ应用程序 开发Ｗｅｂ应用程序需要配置一定的应用环境。例如开发 ＡＳＰ应用程序，需要安装ＩＩｓ软件，而办公环境及公用机房一 般安装的操作系统是Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ，在Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ下安装ＩＩＳ 总会有各种各样的问题，而且使用起来也会存在各种问题。 ＩＩＳ最好安装在服务器操作系统下，如Ｗｉｎｄｏｗｓ ２０００ Ｓｅｒｖ— ｅｒ或者Ｗｉｎｄｏｗｓ ２００３ Ｓｅｒｖｅｒ。此时，可以在虚拟机中安装以 上服务器操作系统，在虚拟机中练习ＩＩＳ的安装和配置，进一 步学习ＡＳＰ应用程序的开发。 ３．３计算机网络实验 计算机网络实验一般要用到多台计算机，这时可以充分 体现应用虚拟机的优点。在一台电脑上虚拟出多个虚拟机， 从而实现在单台计算机上组建网络环境，进行各种网络配置， 如配置ＩＩＳ服务、ＦｒＰ服务、ＥＭＡＬ服务、ＤＮＳ服务和ＤＨＣＰ 服务、远程访问和路由的设置等。 使用虚拟机技术，可以轻松构建计算机网络实验环境， 而不用去购买大量的网络硬件设备，如网线、交换机、路由 器等，从而可以节约大笔的实验经费。 计算机网络实验的一个重要内容是网络安全实验，实验 过程中需要演示各种病毒、木马程序和黑客软件。如果这些 操作在真实计算机中进行，是不可想象的。但这些操作可以 放到虚拟机中进行，利用虚拟机互不干扰的特性就不会对真 实计算机造成破坏。即使虚拟机崩溃，只要重新解压相应的 硬盘镜像文件，即可轻松恢复虚拟机系统。 使用虚拟机，不但提高了设备的利用率，增加了动手的 机会，而且不用担心损坏硬件设备。虚拟机不是真实计算机， 所以在实验过程中不用担心计算机硬件的损坏，也不用考虑 是否会引起系统崩溃。学员在进行实验时可以放手去做，不 必瞻前顾后，提高了实验效果。 ３．４软件安装与测试 如果因为工作需要，要经常安装各种软件，而有些软件 只需要使用一次，安装到真实计算机中会影响到系统的稳定 性和运行速度，这时也可以在虚拟机中测试安装。在虚拟机 中安装和使用软件，对真实计算机没有任何影响。 另外，在互联网上也需要经常下载各种软件，有时软件 的来源不是很明确，怕安装到真实计算机中会感染病毒或木 马，可以事先在虚拟机中安装和测试，没有问题后再安装到 真实计算机中。 ３．５上网冲浪 在信息社会中，人们的生活和工作已经越来越离不开网 络。但是上网冲浪时，随时都有感染病毒和木马的可能，甚 至在浏览网页时都会感染病毒，各种流氓软件和钓鱼网站也 无处不在。即使安装了防病毒和防木马软件，计算机很多时 候仍然会中招。这时，可以在虚拟机中配置好网络环境，在 ＿１０８。 与雅 虚拟机中上网冲浪，不用再怕病毒和木马。即使虚拟机系统 崩溃，也能轻松恢复，而且不会影响到真实计算机系统，这 对许多办公电脑用户和家庭电脑用户是很好的选择。 ３．６虚拟物理设备 虚拟机软件都具有虚拟物理设备的功能，如虚拟显示适 配器、虚拟光驱和虚拟网络适配器等。因此，可以现有设备 缺乏的实验室环境中搭建虚拟机系统，用作实验平台。例如， 在没有配备光驱的实验室，进行系统安装过程的实验就无法 完成，在这种情况下，虚拟机可以通过使用光盘镜像文件（． ＩＳＯ等）作为虚拟光驱来进行系统的安装。 优秀的虚拟机软件可以模拟出与真实系统之间的网络通 信环境，搭建网络环境。一些虚拟机软件能够虚拟出网络接 口设备用以组建不同的网络环境，供不同的需求情况使用， 如Ｖｍｗａｒｅ可以提供３个不同的虚拟网络适配器，供桥接 （Ｂｒｉｄｇｅ）、ＮＡＴ以及ＨｏｓｔＯｎｌｙ等不同的网络接入方式使用。 ４需注意的问题 （１）虚拟机软件要求真实计算机具有较高的计算机配置， 如ＣＰＵ、内存、硬盘等，特别是同时启动多个虚拟机系统后， 对内存和硬盘的要求就更高。一般来说，分配给虚拟机的内 存最好小于物理内存的一半，以便使主机和虚拟机的性能达 到一定的平衡 （２）虚拟机软件一般需要安装辅助的软件才能提高其性 能，如Ｖｍｗａｒｅ的Ｖｍｗａｒｅ ｔｏｏｌｓ软件包，Ｖｉｒｔｕａｌ ＰＣ的ＶＭ＿Ａｄ— ｄｉｔｉｏｎｓ软件包，用来增强显示、鼠标、网络等功能。 （３）虚拟机使用完毕后，需要正常关闭虚拟机系统。关 闭方法取决于所虚拟的操作系统，如Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ系统需要单 击开始菜单中的“关闭计算机”，不要直接关闭虚拟机软件或 工具栏上的“关闭电源”按钮，否则可能会破坏虚拟机硬盘 文件。 （４）使用过程中，虚拟机经常需要和主机的工作环境相 互切换，在Ｖｍｗａｒｅ软件中可以使用快捷键Ｃｔｒｌ＋Ａｈ退出虚拟 机系统，进入主机系统，在Ｖｉｒｔｕａｌ ＰＣ软件中可以使用右ａｌｔ 键进入主机系统。如果安装了相应的增强软件包，鼠标则可 以自由在两个工作环境之间切换。 （５）虚拟机安装好后，要及时做打包备份。当虚拟机系 统崩溃时，只需要删除现有的虚拟机硬盘镜像，重新解压即 可，相当于系统的恢复。 ５ 结语 结合自己的工作实际，提出了虚拟机软件在日常工作和 计算机维护中的几点应用。充分利用虚拟机技术，可以极大 的提高工作效率，不再为维护系统和构造工作环境而浪费时 间。更为重要的是，虚拟机并不是真实的计算机，不需要更 多的考虑系统崩溃，也不需要考虑硬件的损耗。 应用虚拟机技术，可以充分挖掘硬件设备的潜力，提高 现有设备的利用率，降低实验成本，缓解了实验设备不足的 问题，又提高了实验设备的安全性，降低了实验室的管理难 度。而且可以在不额外添加硬件设备的条件下，增加学员的 动手机会，提高实践技能。因此，在计算机应用和教学中推 广虚拟机技术具有非常积极的意义，同时也丰富和扩展了实 ＳＴＵＤＹ ＯＦ ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＡＰＰＬＩＣＡＴ１０Ｎ ＩＮ ＥＤＵＣＡ ｎＯＮ 践教学的手段。 （自然科学版），２００４． 计算机应用教学研究 参考文献 ［１］毛速．虚拟机的应用『Ｊ］．宁夏工程技术，２００３． 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